煤炭洗选脱硫研究.docx

煤炭洗选脱硫研究谢广元欧泽深(中国矿业大学能源利用与化学工程系江苏徐州221008)摘要简述了我国煤炭洗选脱硫现状及各种洗选脱硫方法,介绍了研制成功的煤炭洗选脱硫两大关键设备——无压给料重介旋流器和旋流微泡浮选柱的工作原理、脱硫性能及脱硫工艺与应用实践,无压给料旋流器给料方式独特,介质入口曲线选择合理,抗耐磨性能好;旋流微泡浮选柱柱体高度低,两段式结构设计新颖,微泡发生器的节能性及体外配置工作可靠性大大提高,两者配合使用对煤炭的全粒级洗选脱硫可达到满意的脱硫效果.关键词洗选脱硫,重介旋流器,浮选柱中图分类号943TD第一作者简介谢广元,男,1962年生,工学硕士,副教授煤的脱硫是人们多年关注的问题,我国高硫煤炭资源的特点是:煤中硫大多以黄铁矿为主,无机硫占2?3,通过物理方法洗选脱除50%～80%的无机硫分.以低硫煤为主,小于1%的低硫煤占60%以上,硫分大于2.0%的中高硫和高硫煤占全国煤炭总储量的14%左右.我国生产高硫煤的矿井分布在21个省(自治区),目前已形成2亿t的生产规模,而且比较集中在川、贵、鲁和中南某些地区,华北深部煤层含硫也高.商品煤硫分平均为1.1%左右.1994年国有重点煤矿全国商品煤销量中中高硫及高硫煤销量占总销量的9.1%1.大量燃用高硫煤使上述地区大气污染及酸雨严重.据统计,我国每年向大气排放的烟尘及SO2中分别有70%和90%是由燃煤引起的.高硫煤炼制焦炭也严重影响钢铁企业的产品质量和经济效益.用选煤方法脱硫降灰以减少对大气污染的费用均为燃烧后处理的1?10.因此我国应优先发展煤炭洗选脱硫.分选条件要求苛刻,均未见大规模产业化.实际在工业上应用的只有重选和浮选法.重选和浮选联合脱硫降灰是目前国内外最经济有效的方法.一方0kg?dm3,面,由于煤中黄铁矿的密度约3.2～4.而净煤的密度一般小于1.5～1.6kg?dm3,对于大多数煤炭,无机硫的含量随煤的密度升高而升高,为获得硫分和灰分合格的精煤,常需把分选密度降得很低,此时煤的重选可选性将成为难选或极难选.常规的重选法中的跳汰、摇床、螺旋等已不适用,此时重介法最为适用.在常规降灰选煤工艺中,入料上限多为50mm或更高,而脱硫时为使煤中黄铁矿得以充分解离,必须预先使煤粉碎到一定的粒度,甚至达到微米级,此时常规的块煤重介法也不适用了.由于硫铁矿嵌布粒度的原因,破碎解离必然大大增加了加工成本,从经济的角度,更为可取的办法是将煤破碎到一定粒度(小于25mm或13mm或更细).此时采用末煤重介旋流器进行脱硫最为有效.末煤重介旋流器的分选粒度下限对灰分可达0.3～0.2mm,对硫分可达0.1mm,小直径煤泥重介旋流器的分选下限对灰分可达0.2～0.1mm,对硫分可达0.074mm左右,但都不可能达到接近0的粒限,而此时能经济适用于分选细粒和超细粒煤的方法非浮选莫属.但常规浮选选择性不高,主要原因由于黄铁矿的疏水性及煤与黄铁矿的结合体及机械夹带,黄铁矿的微粒被水带入精煤,造成脱硫效果不明显.在此基础上发展起来的煤炭洗选脱硫传统方法简介煤炭脱硫方法主要有物理洗选和化学方法两大类,由于化学脱硫方法费用昂贵,操作条件苛刻,且常改变煤的性质,甚至产生二次污染,至今尚未见产业化.物理洗选能脱除50%～80%的无机硫及大部分灰分,经济实用,是脱硫首选方法.物理洗选中有重选、磁选、电选、浮选、选择性絮凝油团选等,但由于磁选、电选、选择性絮凝等方法成本高,1收稿日5期谢广元等:煤炭洗选脱硫研究微泡浮选柱不仅提高了分选效率而且分选粒度范围进一步延伸到微米级.特别适用于超细粒物料的分选和煤与黄铁矿的分离2.可见将煤破碎到经济的粒度采用重选法中末煤重介旋流器和浮选法中微泡浮选柱是煤炭深度脱硫降灰的最佳选择.以一定的初始旋转速度给入旋流器,保证了给料的流畅和旋流器内空气柱的连续畅通,从而有利于提高旋流器的处理能力和分选精度.2)介质入口曲线的选择.目前市场上的重介旋流器介质入口曲线绝大多数都采用切线方式.这种方式容易导致介质与迎面的器壁直接撞击,从而煤炭洗选脱硫新技术研究与实践中国矿业大学矿物加工工程研究中心积十多年的经验,研究开发了煤炭洗选脱硫的关键技术设备,即无压给料圆筒重介旋流器和旋流微泡浮选柱.2.1圆筒重介旋流器工作原理与脱硫效果末煤重介旋流器在国外种类很多,传统的荷兰圆锥型(DSM型)、美国圆筒型(DWP型)两产品或多产品.目前倒锥型、英国沃塞尔型,它们各有特色,技术水平大致达到:分选精度Ep值在0.02～0.06,规格为直径150～1200mm,单台处理能力5～250t?h,介耗0.5～1.0kg?t之间,介质密度2引起局部紊流和局部磨损.在HMCC2400旋流器的设计中我们采用了平滑过渡方式,使得介质缓慢地直接过渡到圆周流,大大降低了流动中的能